厭氧生物處理工業(yè)廢水

厭氧生物處理工業(yè)廢水

1、厭氧生物處理基本原理

　　近年來(lái)，污水厭氧處理因其高效能、低能耗等特點(diǎn)在水處理工程上迅速受到關(guān)注。隨著(zhù)厭氧生化技術(shù)不斷成熟和完善，逐漸在高濃度的有機廢水處理方面顯示出了*性。目前，在環(huán)境工程和能源工程中，它已成為*的重要技術(shù)之一。

　　厭氧發(fā)酵過(guò)程借助于不同微生物種群間的協(xié)同作用，通過(guò)水解—酸化(產(chǎn)氫及產(chǎn)乙酸)—產(chǎn)甲烷等一系列反應將有機底物轉化為甲烷和無(wú)機物。厭氧生物處理廢水的過(guò)程分為3個(gè)階段：第一階段首先將大分子物質(zhì)水解為簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)，在這個(gè)階段中需要產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的參與，因此也叫水解酸化階段。第二階段將上一階段產(chǎn)生的有機酸分解轉化成氫氣、二氧化碳和部分乙酸，這個(gè)階段需要水解產(chǎn)酸菌群的參與。第三階段是厭氧發(fā)酵過(guò)程中最重要的一個(gè)步驟，在產(chǎn)甲烷細菌的作用下將二氧化碳、氫氣、乙酸等轉化為甲烷。

　　2、工業(yè)廢水的類(lèi)型和特點(diǎn)

　　由于化工、冶金、皮革等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程較為復雜，排水量大且流量不穩定等特點(diǎn)，造成工業(yè)廢水中所含的機物質(zhì)成分復雜，較難處理，同時(shí)對環(huán)境造成極大影響。廢水中含有大量的難降解和有毒有害物質(zhì)，因此在處理過(guò)程中往往采用生物、化學(xué)、物理等聯(lián)合手段進(jìn)行處理，處理難度大，所需費用高。但在厭氧生物處理中，有厭氧微生物和兼性厭氧菌等的存在，大部分難降解有機物質(zhì)會(huì )被分解為無(wú)污染且容易處理的小分子有機物，如甲烷和二氧化碳等氣體。因此在厭氧處理過(guò)程中，一個(gè)良好的厭氧環(huán)境條件是極為重要的，也能直接決定厭氧過(guò)程的分解效率。因此在微生物厭氧降解過(guò)程中不需要再加入再多的輔助介質(zhì)。

　　3、厭氧生物處理工業(yè)廢水的影響因素

　　3.1 溫度

　　厭氧微生物菌群對生存溫度有一定的要求，只有在適合其自身正常生長(cháng)所需的溫度條件下，微生物才能發(fā)揮出自身厭氧反應的優(yōu)勢，使廢水中的有機物降解效果達到最大。一般來(lái)說(shuō)，在不同的溫度條件下，厭氧反應均可正常進(jìn)行，但在常溫、中溫或高溫狀態(tài)下，促進(jìn)厭氧反應正常進(jìn)行的菌群種類(lèi)差異較大，其對應的相關(guān)的厭氧消化反應過(guò)程也不相同，因此反應過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物也不相同。但是溫度波動(dòng)會(huì )抑制相關(guān)微生物自身的新陳代謝，造成厭氧反應受到影響。因此，要保證厭氧過(guò)程高效順利的進(jìn)行，在反應過(guò)程中要求溫度保持穩定。

　　3.2 堿度

　　在厭氧反應過(guò)程中，堿度可以很好地反映體系的緩沖能力，在反應過(guò)程中通常作為重點(diǎn)監測的指標之一。一般厭氧體系的pH范圍在6.0~8.5之間，在此范圍內能起有效緩沖作用的主要是HCO-3，所以在厭氧反應過(guò)程中多以碳酸氫鹽堿度為判斷標準。工業(yè)廢水中VFA通常較高，容易酸累積，使厭氧反應停滯在第二階段，產(chǎn)甲烷階段難以進(jìn)行。因此，要保證厭氧反應發(fā)酵*，就要保證厭氧反應體系中具有足夠的緩沖物質(zhì)。所以在反應過(guò)程中一般要求添加一定的堿度，使得運行過(guò)程中始終保持ALK在1500~3000mg/L范圍內，可起到有效的緩沖作用，防止pH值驟降帶來(lái)的危害。

　　3.3 接種污泥

　　厭氧菌群對環(huán)境適應能力較差，且繁殖世代周期較長(cháng)，接種污泥的質(zhì)量在很大程度上影響著(zhù)厭氧系統的啟動(dòng)速度甚至運行的成敗，也要保證合適的接種量，如果量少，污泥濃度過(guò)低，在厭氧反應進(jìn)行到第二階段時(shí)會(huì )產(chǎn)生酸積累，此時(shí)產(chǎn)甲烷菌濃度過(guò)低，沒(méi)辦法消化酸產(chǎn)物。但如果接種量過(guò)多，在反應過(guò)程中會(huì )因營(yíng)養物質(zhì)的缺少使得微生物生存產(chǎn)生競爭，污泥活性會(huì )降低。在一些高效廢水反應器中，常以顆粒污泥為接種污泥，以提高處理效率。此外，接種顆粒污泥的性狀也是一項重要參考指標。

　　3.4 混合和攪拌

　　傳統的廢水處理中為了使污泥和廢水充分混合，厭氧反應池會(huì )人為增加一定的攪拌速率，或者采用一定的進(jìn)水速率對厭氧污泥產(chǎn)生一定的沖擊，污泥能處理廢水中的有機物量，也稱(chēng)為有機負荷率，即有機物含量與微生物量的比值。另外在啟動(dòng)厭氧反應設備時(shí)，也需要注意考慮負荷高低以及微生物量的高低，提高厭氧微生物的繁殖效率。

　　3.5 有毒物質(zhì)

　　由于工業(yè)廢水處理工藝和生產(chǎn)的特殊性，廢水中往往存在一些難以降解的有毒有害物質(zhì)，厭氧微生物雖然會(huì )降解一些有機化合物，但硫化物、油脂之類(lèi)的有毒物質(zhì)不僅難以降解，其存在還會(huì )對厭氧微生物的存在造成威脅，所以會(huì )直接影響厭氧消化反應效率。這種影響體現在硫化物質(zhì)還原反應中，還原后的硫化物會(huì )對消化反應產(chǎn)生抑制作用。

　　系統中的氨氮主要由含氮物質(zhì)代謝產(chǎn)生，如蛋白質(zhì)等，它是微生物的重要氮源，但濃度過(guò)高則會(huì )迅速降低產(chǎn)甲烷菌的活性，引起抑制。而油脂在其進(jìn)入厭氧系統后會(huì )被降解成甘油和長(cháng)鏈脂肪酸(LCFA)，而這種物質(zhì)會(huì )對厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷過(guò)程產(chǎn)生毒害抑制作用，使系統酸化風(fēng)險大大提高，因此，在厭氧消化過(guò)程中更應注重廢水中的該項指標。

　　4、結語(yǔ)

　　目前厭氧生物技術(shù)一直處于發(fā)展狀態(tài)，但其在處理工業(yè)廢水領(lǐng)域中已經(jīng)應用較為廣泛。在厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的應用中，為了降低能耗，更加高效綠色環(huán)保的處理工業(yè)廢水，我們應該在廢水處理過(guò)程中揚長(cháng)避短，解決該種技術(shù)的劣勢，使其得到更好的應用。針對有毒物質(zhì)對其作用效率產(chǎn)生的影響，應在處理前期投加一定量的金屬鹽類(lèi)，使有毒物質(zhì)含量減少。同時(shí)應注意厭氧環(huán)境中pH值、溫度等指標的調節，使微生物保持良好的活性，利于推動(dòng)廢水的厭氧處理過(guò)程，廢水凈化效果也會(huì )顯著(zhù)提高。